长沙城郊典型农田土壤重金属来源及水稻安全分析

发布时间：2020-11-08 14:07

　　 以长沙城郊典型农田为研究对象,通过野外定点采集板页岩风化物和第四纪红色黏土为母质的水稻土耕层和剖面(0～100 cm)土壤样品及相应耕层点位的水稻样品,分析Cu、Cr、Ni、As、Hg、Cd和Pb含量以及土壤理化性质,研究区域内土壤重金属积累状况;定量分析重金属来源以及污染源对土壤重金属的影响程度;对水稻不同部位重金属积累状况进行分析,运用暴露计量法对稻米中重金属元素化学非致癌因子和化学致癌因子进行健康风险评价,对研究当地不同重金属来源对土壤重金属的污染状况以及水稻人体健康风险评价具有重要的指导意义。主要得出以下结论:(1)长沙城郊典型农田耕层土壤重金属Cu、Cd含量超过国家土壤环境质量二级标准,As、Hg、Cr无超标现象。垂直分布特征表明,土壤重金属污染主要集中在表层,Cu、Zn、Cd等元素含量向下减少趋势明显,Cr有增大的趋势,Pb变化不明显。相关性分析表明,土壤有机质、速效钾、碱解氮、Cd、Pb和Zn之间存在极显著正相关关系。元素的生物有效性系数中Cd最高,Cr最低,在变异程度上,Cr最高,Pb最低,元素浓度空间分布不均匀,且Cd对土壤危害程度最大。土壤Pb的积累速率最大,其次是As和Cd,Cr和Hg的积累速率较低。(2)大气沉降样品中重金属元素平均浓度中Pb的浓度最高(10.45μg·L-1),Hg的浓度最低(0.01μg·L-1);沉降中重金属浓度月变化很大,元素浓度均在1～2月份出现最大值,3～5月份出现最小值。大气中重金属元素沉降通量变化与浓度变化不一致,沉降通量在春末夏初和冬季明显高于其他季节,元素浓度和降水成为影响沉降通量的主要因素。大气沉降对土壤重金属的季变化量表明,大气沉降降落到地表层会逐渐增加土壤重金属元素含量,且以土壤Pb的季增加值最大。(3)在5种重金属来源中,大气沉降对长沙城郊土壤Cr、As、Cd和Pb的年输入通量最大,对土壤Hg的输入量仅小于灌溉水和秸秆还田,大气沉降成为土壤重金属污染的主要来源之一;有机肥对土壤Cr、As、Cd和Pb的输入量也很高,对土壤的影响程度排在第二位;灌溉水和秸秆对土壤重金属积累的影响各有侧重点,秸秆还田主要对土壤中Hg、Cr和As的影响较大,灌溉水主要对土壤中Hg、Ni和Pb影响较大,而长期灌溉会减小土壤中重金属Cr的含量。土壤中Cd来源的影响程度大小排序为大气沉降有机肥灌溉水秸秆土壤母质。(4)研究区除Cd以外,稻米中其余重金属均存在不同程度的超标现象,其中,中稻稻米Cr和As平均含量最高,超过国家标准1.56倍和8.47倍。值得注意的是,稻米中Cd无超标现象。稻米的健康风险评价结果显示,研究区中采集的稻米样品总体较安全。
【学位单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S511;X53
【部分图文】：

成土壤质量的严重下降，危害土壤健康。因此，了解农田灌溉水的水质状况对解??决土壤重金属污染来源问题有一定的作用。??图４－１为长沙城郊灌溉水和排水中重金属的浓度，从图中可以发现，研宄区??灌溉水和排水中重金属的浓度都很低且差异较小。乔口镇除Ｃｒ灌溉水的平均浓??度小于排水，其余重金属平均浓度均大于排水浓度，其中，灌溉水中Ａｓ和Ｐｂ??的浓度要明显高于排水中的浓度，分别超出１．９２?ｐｇｉ－１和２．２７?ｐｇｌ－１。表明乔口??镇的灌溉水在不受外界其他因素影响下，长期灌溉会使土壤中重金属Ａｓ和Ｐｂ??的含量增加，而Ｃｒ的含量会有所降低，Ｈｇ和Ｃｄ含量也会增加但不明显。大成??桥镇灌溉水和排水中Ｈｇ和Ｃｄ浓度较乔口镇高，Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｓ和Ｐｂ浓度较乔口??镇低，在这６种重金属中，灌溉水和排水中Ｎｉ的浓度最高，Ｃｄ的浓度最低，与??乔口镇灌溉水和排水中的浓度有所不同。Ｃｒ和Ｎｉ在灌溉水中的浓度稍高于其在??排水中的浓度，Ｈｇ、Ａｓ、Ｃｄ和Ｐｂ则与之相反，表明长期灌溉会使土壤中Ｃｒ和??Ｎｉ的浓度越来越高

一大气沉降重金属元素各月浓度变化

}元素各月沉降通盘变化
【参考文献】

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本文编号：2874887